analise sensorial de linguiça frescal com diferentes teores de gordura
Analise Com Esclerometro
-
Upload
niander-aguiar-cerqueira -
Category
Documents
-
view
29 -
download
3
Transcript of Analise Com Esclerometro
-
UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FBIO BOTTEGA
ANLISE DO ENSAIO ESCLEROMTRICO, UM ENSAIO NO DESTRUTIVO, NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
CRICIMA, JULHO DE 2010.
-
FBIO BOTTEGA
ANLISE DO ENSAIO ESCLEROMTRICO, UM ENSAIO NO
DESTRUTIVO, NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
Trabalho de Concluso de Curso apresentado para obteno do Grau de Engenheiro Civil, no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.
Orientadora: MSc. DAIANE DOS SANTOS DA SILVA
Co-orientador: Prof. Esp. ALEXANDRE VARGAS
-
FBIO BOTTEGA
ANLISE DO ENSAIO ESCLEROMTRICO, UM ENSAIO NO DESTRUTIVO, NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
Trabalho de Concluso de Curso aprovado pela banca examinadora para obteno do Grau de Engenheiro Civil, no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC com linha de pesquisa em Ensaios No Destrutivos.
Cricima, 01 de julho de 2010.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Daiane Dos Santos Da Silva Mestre Orientador
Prof. Alexandre Vargas Especialista Co-orientador
Prof. ngela Costa Piccinini Mestre Banca
-
AGRADECIMENTOS
Foram muitas as pessoas que contriburam para a concretizao deste
Trabalho de Concluso de Curso, e meus agradecimentos em especial para:
Meu pai Pedro Bottega e minha me Tnia Fortes Bottega que sempre prestaram
apoio irrestrito e incondicional aos meus estudos.
Meus amigos e parentes pelas palavras de incentivo.
Allan Medeiros, colaborador do IPAT, pelo auxlio na execuo dos ensaios no
laboratrio de materiais da UNESC.
Os engenheiros civis da Construtora Fontana Jakson Arajo e Rodrigo Bianchini,
que gentilmente forneceram material para estudo, na expectativa de contribuir para a
pesquisa cientfica na engenharia civil.
A querida Gissele Tavares, mais conhecida como Gi, por todo o apoio e pacincia
na organizao da minha complicada documentao acadmica de trs
Universidades.
A professora ngela Costa Piccinini pela coordenao do curso, sempre buscando o
melhor para os alunos e professores e para o Curso de Engenharia Civil da UNESC.
A professora Evelise Chemale Zancan com seu bom humor e otimismo insuperveis.
Meus professores orientadores Daiane dos Santos e Alexandre Vargas pelas
instrues na elaborao deste TCC.
Os professores Alexandre Vargas (novamente) e Evnio Ramos Nicoleit pelo contedo passado em
sala que me deu condies de acertar as questes 25, 26 e 27 (Alexandre) e 39 e 40 (Evnio), e
conseguir a aprovao em Primeiro lugar no Concurso Pblico da CASAN 2009 para o cargo de
ENGENHEIRO CIVIL AUDITOR, na funo de realizar auditoria das obras de Engenharia Civil da
CASAN de todo o Estado de Santa Catarina.
-
E se o mundo no corresponde em
todos os aspectos a nossos desejos,
culpa da cincia ou dos que querem
impor seus desejos ao mundo? Carl Sagan
-
RESUMO
O Ensaio Escleromtrico tem a promessa de estimar a resistncia do concreto de estruturas sem causar perda de resistncia, mas em um estudo preliminar descobriu-se que as normas tcnicas a respeito do ensaio sugerem sua aplicao somente em concretos mantidos em cura e temperatura controladas. No obstante os concretos de obras, que no atendem a esse critrio de temperatura e cura, so os que possuem a maior demanda pelo ensaio. Investigou-se de maneira mais contundente se existem na bibliografia tcnica procedimentos sistematizados de aplicao do esclermetro em obra, e como no foram encontrados, uma nova metodologia foi proposta. Nesta metodologia foi obtida uma curva de correlao da resistncia do concreto e do ndice Escleromtrico, a qual foi comparada com a curva do esclermetro utilizado, e chegou-se a encontrar uma diferena de 33% nas estimativas da resistncia. Analisou-se tambm a influncia das frmas de moldagem do concreto na dureza superficial, utilizando quatro tipos de frmas. A frma de madeira mida foi a que proporcionou os menores ndices Escleromtricos, enquanto que os outros trs tipos apresentaram valores muito parecidos. Avaliou-se a influncia da armadura do concreto no ndice Escleromtrico em obra e em laboratrio, e em nenhuma situao foi constatado aumento ou reduo em seu valor. Conclui-se que o Ensaio Escleromtrico, para obter uma estimativa real da resistncia do concreto, deve levar em conta todos os fatores que ocasionam variao no ndice Escleromtrico e na resistncia do concreto. Ao todo foram 567 impactos com o esclermetro em 12 corpos de prova e 36 corpos de prova cilndricos ensaiados compresso.
Palavras-chaves: Esclermetro de Schmidt. Ensaio Escleromtrico. Dureza
superficial. Concreto. Ensaio No Destrutivo.
-
LISTA DE ILUSTRAES
Figura 1 - Curva de Gauss. .......................................................................................27
Figura 2 - Representao generalizada da variao da resistncia em um mesmo
elemento estrutural....................................................................................................32
Figura 3 - Variao da resistncia em vigas..............................................................33
Figura 4 - Aparelho de ultra-som...............................................................................41
Figura 5 - Sonda Windsor..........................................................................................42
Figura 6 - Ensaio de trao direta. ............................................................................43
Figura 7- Estrutura do Ensaio de Arrancamento. ......................................................44
Figura 8 - Execuo do Ensaio Pull-out. ...................................................................44
Figura 9 - Elemento ensaiado com Pull-out...............................................................45
Figura 10 - Aparelho com visor digital incorporado. ..................................................46
Figura 11 - Modelo digital mais sofisticado. ..............................................................46
Figura 12 - Modelo com registro em papel do IE.......................................................46
Figura 13 - Mostrador analgico do IE de um esclermetro......................................47
Figura 14 - Esclermetro de Schmidt tipo N..............................................................53
Figura 15 - rea de ensaio de 9cm X 9cm, para 9 impactos, sugerida pela NBR 7584
(1995). .......................................................................................................................54
Figura 16 - rea de ensaio de 20cm X 20cm, para 16 impactos, sugerida pela NBR
7584 (1995). ..............................................................................................................55
Figura 17 - Exemplo de curva de correlao para o Ensaio Escleromtrico. ............56
Figura 18 - Variao da resistncia na idade para 5 tipos de traos.........................57
Figura 19 - Coleta de concreto em obra com carrinho de mo. ................................59
Figura 20 - Molde cilndrico sendo untado com leo mineral. ...................................59
Figura 21 - Transporte dos CPs em seus moldes para evitar impactos. ...................60
Figura 22 - Lixa usada para regularizao dos topos dos CPs cilndricos. ...............61
Figura 23 - Aspecto do topo de um CP aps regularizao com lixamento manual. 61
Figura 24 - CP 10x20 sendo ensaiado compresso. ...........................................62
Figura 25 - Estado antes do polimento......................................................................62
Figura 26 - Aps polimento. Os crculos em preto e vermelho servem de referncia
para comparao. .....................................................................................................63
Figura 27 - Corte em serra diamantada de CP prismtico. .......................................63
-
Figura 28 - topo do CP prismtico aps retifica em serra. ........................................64
Figura 29 - Acoplamento do prato da prensa com o CP retificado: melhor fixao do
CP. ............................................................................................................................64
Figura 30 - 11 pontos para ensaio.............................................................................65
Figura 31 - 12 pontos para o ensaio..........................................................................65
Figura 32 - 14 pontos de ensaio................................................................................66
Figura 33 - CP na prensa com as 14 marcaes. .....................................................66
Figura 34 - Ensaio Escleromtrico sendo executado. ...............................................67
Figura 35 - Material para coleta do concreto e moldagem dos CPs na primeira etapa.
..................................................................................................................................68
Figura 36 - Material em canteiro de obras aps a coleta de concreto.......................68
Figura 37 - Parte superior da estufa aquecida com lmpadas incandescentes. .......69
Figura 38 - Quatro CPs de cura seca mantido em temperatura ambiente mdia de
21C. .........................................................................................................................69
Figura 39 - Um molde de madeira pinus sendo saturado..........................................72
Figura 40 - Moldes de madeira saturada usados no ensaio......................................72
Figura 41 - Moldes de madeira pinus seca. ..............................................................73
Figura 42 - Dois moldes de madeira compensada secos..........................................73
Figura 43 - Detalhe do material da madeira compensada.........................................74
Figura 44 - Moldes impermeveis. ............................................................................74
Figura 45 - Interior do molde: estanqueidade conseguida atravs de lonas plsticas.
..................................................................................................................................75
Figura 46 - CP D4S-MS e seu molde. .......................................................................75
Figura 47 - D4S-CO e seu molde, superfcie de excelente qualidade.......................76
Figura 48 - D4S-MS e seu molde, ambos ainda midos, mesmo aps 4 dias da sua
concretagem..............................................................................................................76
Figura 49 - D4S-IM desmoldado, superfcie muito lisa..............................................77
Figura 50 - D4E-MU: mesmo em estufa, a madeira no foi totalmente seca. ...........77
Figura 51 - Aspecto da madeira saturada em estufa, na face interior (a) e exterior (b).
Ainda com sinais de umidade na face interior. ..........................................................78
Figura 52 - Molde e CP D4E-MS...............................................................................78
Figura 53 - Molde e CP D4E-CO...............................................................................79
Figura 54 - CP D4E-IM e seu molde .........................................................................79
Figura 55 - Aspecto visual dos quatros CPs D4E......................................................80
-
Figura 56 - Aspecto visual dos quatros CPs D4S......................................................80
Figura 57 - Peneiramento com peneira comum para isolar o agregado grado do
concreto. ...................................................................................................................82
Figura 58 - Agregado mido de grandes dimenses retido na peneira.....................82
Figura 59 - Volume de agregado grado contido em um molde cilndrico 10x20cm
..................................................................................................................................83
Figura 60 - Pedra britada de basalto. ........................................................................83
Figura 61 - Pesagem do agregado grado saturado superfcie seca........................84
Figura 62 - Colocao da brita para secagem em estufa..........................................84
Figura 63 - Seis CPs cilndricos para o ensaio de compresso e o prismtico para
ensaio de esclerometria. ...........................................................................................88
Figura 64 - Cura saturada. ........................................................................................88
Figura 65 - Estufa aquecida com lmpadas incandescentes. ...................................89
Figura 66 - OUT: temperatura medida no meio do CP. IN: temperatura do ambiente.
..................................................................................................................................89
Figura 67 - Molde com barra nervurada CA50. .........................................................91
Figura 68 - Cura do concreto em reservatrio com gua. .........................................91
Figura 69 - Corpos de prova cilndricos e prismtico com armadura. .......................92
Figura 70 - Posicionamento da barra no concreto e direes dos impactos. ............92
Figura 71 - Nas setas vermelhas duas linhas de ensaio L3 e L4. .............................93
Figura 72 - Viso por inteiro do pilar. No retngulo vermelho, a regio ensaiada. ....94
Figura 73 - Regio ensaiada e armaduras localizadas. ............................................94
Figura 74 - Curva de correlao do esclermetro utilizado. ....................................104
Figura 75 - Agregado retido na #19mm...................................................................121
Figura 76 - Agregado retido na #12mm...................................................................121
Figura 77 - Agregado retido na # 9,5mm.................................................................121
Figura 78 - Agregado retido na #6,3mm..................................................................121
Figura 79 - Agregado retido na #4,8mm..................................................................121
Figura 80 - Equipamento de vibrao utilizado. ......................................................121
Figura 81 - Dois dos trs moldes de madeira cilndricos.........................................134
Figura 82 - Detalhe do interior do molde de madeira cilndrico. ..............................134
Figura 83 - Os trs moldes de madeira concretados...............................................135
Figura 84 - CPs cilndricos de molde de madeira ensaiados compresso. ..........136
-
LISTA DE GRFICOS
Grfico 1 - Curva granulomtrica do agregado grado. ............................................85
Grfico 2 - Variao do IE com a idade para cura em temperatura ambiente...........95
Grfico 3 - Variao do IE com a idade para cura por 7 dias em estufa. ..................96
Grfico 4 - Crescimento do IE para frma impermevel. ..........................................97
Grfico 5 - Crescimento do IE para madeira compensada........................................97
Grfico 6 - Crescimento do IE para madeira saturada. .............................................98
Grfico 7 - Crescimento do IE para madeira pinus seca. ..........................................98
Grfico 8 - Influncia das frmas usando a mdia dos IEs das duas curas. ...........100
Grfico 9 - Crescimento da resistncia do concreto................................................100
Grfico 10 - Crescimento da resistncia do concreto para 3 tipos de cura. ............101
Grfico 11 - Crescimento do IE com a idade para os trs tipos de cura. ................102
Grfico 12 - Curvas de correlao individuais para cada tipo de cura. ...................102
Grfico 13 - Curvas de correlao individuais ajustadas.........................................103
Grfico 14 - Curva de correlao final para os 3 tipos de cura................................103
Grfico 15 - Comparao da curva obtida com a curva do esclermetro................105
Grfico 16 - Crescimento da resistncia do concreto..............................................107
Grfico 17 - Comparativo entre curvas de correlao. ............................................127
-
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Formao de lotes pela NRB 12655 (2006). ...........................................26
Quadro 2 - Cronologia dos procedimentos realizados. .............................................70
-
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Valores para converso de resistncia de corpos de prova cilndricos. ...23
Tabela 2 - Coeficientes de converso da resistncia de diversas geometrias de CPs.
..................................................................................................................................24
Tabela 3 - Variao da resistncia em pilares...........................................................32
Tabela 4 - Variao da resistncia entre topo e base de pilares...............................33
Tabela 5 - Relaes fcj / fc28.......................................................................................36
Tabela 6 - Resistncias compresso aos 28 dias. .................................................39
Tabela 7 - Quantidades de agregado grado encontradas no peneiramento. ..........85
Tabela 8 - ndices Escleromtricos aos 28 dias para cura seca e em estufa. ...........99
Tabela 9 - ndices Escleromtricos para concreto com barra de 8mm....................106
-
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABECE - Associao Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural
ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas
CP - corpo de prova
D3E - concreto da terceira coleta, de cura seca, em estufa
D3S - concreto da terceira coleta, de cura seca, fora da estufa
D3U - concreto da terceira coleta, de cura normatizada
D4S - concreto da quarta coleta, de cura seca, fora da estufa
D4S-CO - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca
fora da estufa, moldado em madeira compensada
D4S-IM - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca fora
da estufa, moldado em madeira impermeabilizada
D4S-MS - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca
fora da estufa, moldado em madeira pinus seca
D4S-MU - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca
fora da estufa, moldado em madeira pinus saturada
D4E - concreto da quarta coleta, de cura seca, em estufa
D4E-CO - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em
estufa, moldado em madeira compensada.
D4E-IM - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em
estufa, moldado em madeira impermeabilizada.
D4E-MS - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em
estufa, moldado em madeira pinus seca.
D4E-MU - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em
estufa, moldado em madeira pinus saturada.
END - Ensaio No Destrutivo
-
LISTA DE SMBOLOS
fck - resistncia caracterstica do concreto
fckj - resistncia caracterstica do concreto de j dias de idade
fck,est - resistncia caracterstica do concreto obtida pela aplicao da NBR 12655
fcj - resistncia do concreto de j dias de idade
fc28 - resistncia do concreto de 28 dias de idade
10x20cm - corpo de prova cilndrico de dimetro 10cm e altura 20cm
15x30cm - corpo de prova cilndrico de dimetro 15cm e altura 30cm
-
SUMRIO
1 INTRODUO .......................................................................................................18 1.1 Problema.............................................................................................................19
1.2 Justificativa..........................................................................................................19
1.3 Objetivos .............................................................................................................20
1.3.1 Objetivo geral ...................................................................................................20
1.3.2 Objetivos especficos .......................................................................................20
2 FUNDAMENTAO TERICA.............................................................................22 2.1 Consideraes sobre a resistncia do concreto..................................................22
2.1.1 Resistncia compresso axial do concreto - fcj..............................................22
2.1.2 Geometria dos corpos de prova para ensaio de compresso ..........................23
2.1.3 Dimetro do CP e tamanho do agregado grado.............................................24
2.1.4 Controle tecnolgico do concreto .....................................................................25
2.1.5 Resistncia caracterstica compresso do concreto - fck ...............................26
2.1.6 Significado estatstico do fck .............................................................................27
2.2 Clculo do fck .......................................................................................................28
2.2.1 Fcks de interesse ...............................................................................................29
2.2.2 Ponderaes do valor do fck no clculo estrutural ............................................29
2.2.3 Variaes da resistncia na prpria estrutura ..................................................31
2.2.3.1 Variaes da resistncia em um mesmo elemento estrutural .......................31
2.2.4 Determinao do fck da estrutura......................................................................33
2.2.4.1 Locais genricos da estrutura para obter a resistncia .................................34
2.2.5 Transformao de fckj (ou fcj) para fck28 (ou fc28). ...............................................35
2.2.5.1 Transformao conforme NBR 6118 (2003)..................................................36
2.2.5.2 Transformao pela lei de Abrams................................................................36
2.2.6 Umidade dos CPs e testemunhos no ensaio de compresso ..........................37
2.2.7 Consideraes sobre o ganho de resistncia do concreto ...............................37
2.2.7.1 Cura...............................................................................................................38
2.2.7.2 Alta temperatura de cura ...............................................................................38
2.3 Ensaios No Destrutivos na avaliao da resistncia .........................................40
2.3.1 Ultrasom...........................................................................................................41
2.3.2 Penetrao de pinos ........................................................................................42
-
2.3.3 Pull-off ..............................................................................................................42
2.3.4 Pull-out .............................................................................................................43
2.3.5 Maturidade .......................................................................................................45
2.3.6 Esclerometria ...................................................................................................45
2.4 O Ensaio Escleromtrico e a resistncia do concreto .........................................48
2.4.1 Recomendaes para o Ensaio Escleromtrico...............................................51
2.4.2 Curva de correlao .........................................................................................55
3 METODOLOGIA DA PESQUISA...........................................................................58 3.1 Procedimentos genricos dos ensaios................................................................58
3.2 Execuo dos ensaios.........................................................................................64
3.3 Primeira Etapa - Influncia da frma no IE..........................................................67
3.3.1 Identificao dos CPs prismticos....................................................................71
3.3.2 Tipos de frmas utilizadas................................................................................71
3.3.3 Caracterizao do concreto..............................................................................80
3.3.4 Caracterizao do agregado grado ................................................................81
3.4 Segunda Etapa - Proposta de uma nova metodologia para o Ensaio
Escleromtrico...........................................................................................................86
3.4.1 Identificao dos corpos de prova....................................................................87
3.4.2 Temperaturas de cura ......................................................................................87
3.4.3 Caracterizao do concreto..............................................................................90
3.4.4 Tipos de frmas................................................................................................90
3.5 Terceira etapa - Influncia da armadura no IE ....................................................90
4 RESULTADOS E DISCUSSES...........................................................................95 4.1 Primeira Etapa - Influncia da frma no IE..........................................................95
4.2 Segunda Etapa - Proposta de uma nova metodologia para o Ensaio
Escleromtrico.........................................................................................................101
4.3 Terceira Etapa - Influncia da armadura no IE..................................................105
4.3.1 Em laboratrio ................................................................................................105
4.3.2 Em obra..........................................................................................................107
5 CONCLUSES E RECOMENDAES PARA TRABALHOS FUTUROS .........108 5.1 Primeira Etapa - Influncia da frma no IE........................................................108
5.2 Segunda Etapa - Proposta de uma nova metodologia para o Ensaio
Escleromtrico.........................................................................................................108
5.3 Terceira Etapa - Influncia da armadura ...........................................................110
-
REFERNCIAS.......................................................................................................111 APNDICES ...........................................................................................................113 APNDICE A - ndices Escleromtricos e ensaios compresso da Primeira Etapa. .....................................................................................................................114 APNDICE B - Agregados grados retidos nas peneiras da primeira etapa. ..120 APNDICE C - ndices Escleromtricos e ensaios compresso da Segunda Etapa. .....................................................................................................................122 APNDICE D - Curvas de correlao...................................................................126 APNDICE E - ndices Escleromtricos e ensaios compresso da Terceira Etapa. .....................................................................................................................128 APNDICE F - ndices Escleromtricos da Terceira Etapa em obra.................131 APNDICE G - Ensaios de compresso em corpos de prova moldados em frma cilndrica de madeira..................................................................................133
-
18
1 INTRODUO
O concreto tradicional, utilizado nas construes comuns, composto,
basicamente, por um aglomerante (o cimento), um agregado grado (seixo ou pedra
britada), um agregado mido (areia) e gua. Da mistura desses quatro componentes
resulta um composto pastoso, nesta fase, chamado de concreto fresco. Pelas
reaes qumicas desse composto, iniciadas no contato da gua com o cimento, o
concreto fresco vai ganhando consistncia, perodo denominado de pega.
medida que as reaes de hidratao do cimento se desenvolvem, o
concreto vai ganhando rigidez e se transformando em um material slido. nesse
estado que possvel avaliar a sua propriedade mais importante: a resistncia
compresso. a avaliao dessa propriedade, utilizando um equipamento
denominado Martelo de Schmidt, o objetivo do Ensaio Escleromtrico. E este
ensaio o alvo deste trabalho.
O Ensaio Escleromtrico permite estimar a resistncia do concreto pela
medida da dureza de sua superfcie. Essa medida feita sem provocar reduo da
capacidade resistente da pea ensaiada e sem provocar dano superficial relevante,
por isso esse ensaio tambm tratado como sendo um Ensaio No Destrutivo
(END).
Para melhor compreenso, o trabalho foi dividido em cinco captulos. O
captulo 2 trata da fundamentao terica, abrangendo conceitos da resistncia do
concreto, uma viso geral dos principais Ensaios No Destrutivos e detalhes de
aplicao do Ensaio Escleromtrico. O captulo 3 contempla a parte prtica do
trabalho, que foram experimentos em laboratrio e em obra, detalhando como foram
realizados. O captulo 4 apresenta os resultados dos experimentos e comentrios a
respeito. As concluses finais e recomendaes para trabalhos futuros esto no
captulo 5. No Apndice A esto os valores dos ndices Escleromtricoss obtidos nos
ensaios e os valores dos ensaios compresso dos corpos de prova cilndricos.
-
19
1.1 Problema
A obteno da resistncia compresso do concreto em estruturas j
executadas muitas vezes necessria, e para se obter boa preciso, faz-se a
extrao de testemunhos de concreto da estrutura, sendo os mesmos ensaiados
compresso. Entretanto, esse procedimento gera danos significativos estrutura
ensaiada. J o Ensaio Escleromtrico tem a promessa de estimar a resistncia do
concreto sem causar perda de resistncia do elemento estrutural, no entanto, sua
aplicao no concreto das estruturas de obras correntes possui poucos
esclarecimentos tcnicos na literatura.
Dessa maneira questiona-se: possvel aplicar o Ensaio Escleromtrico
nas estruturas de concreto das obras comuns, seguindo as informaes da
literatura, principalmente a Norma MERCOSUL NM 78, e obter resultados
confiveis?
Ainda dentro da temtica do Ensaio Escleromtrico, pergunta-se: as
frmas de moldagem podem influenciar a dureza superficial do concreto? Armaduras
no concreto causam influncia significativa no ndice Escleromtrico?
1.2 Justificativa
A avaliao da resistncia do concreto de estruturas de concreto armado
muitas vezes necessria para esclarecer dvidas e auxiliar os engenheiros na
tomada de decises. Essa necessidade surge, por exemplo, quando se deseja
comparar a resistncia do concreto de elementos estruturais concretados com vrias
betonadas, quando se deseja estabelecer a data da retirada dos escoramentos de
uma estrutura, avaliar a homogeneidade da dureza superficial de estruturas novas e
antigas, quando se realiza uma percia, etc.
Para a avaliao da resistncia do concreto, o mtodo mais comumente
aceito o de extrao de testemunhos, o qual consiste na perfurao de um
elemento estrutural e extrao de um cilindro de concreto que ser ensaiado
compresso. Esse mtodo possui o inconveniente de reduzir a capacidade
-
20
resistente do elemento estrutural, e por isso, muitas vezes evitado. Os Ensaios
No Destrutivos justamente tem a vantagem de no produzir dano estrutural, e por
isso que tm uma tendncia de aceitabilidade cada vez maior na engenharia, e suas
aplicaes, portanto, merecem estudos mais aprofundados. O Ensaio
Escleromtrico um Ensaio No destrutivo bastante difundido e possui muitas
vantagens em relao a outros ensaios, no entanto, sua aplicao em concretos de
obras parece carecer de informaes tcnicas. Tambm outros detalhes do ensaio
possuem poucos estudos divulgados, como a influncia da armadura e do material
das frmas no ndice Escleromtrico, fazendo jus a uma pesquisa cientfica.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste trabalho executar o Ensaio Escleromtrico tanto
em laboratrio como em obra, para compreender seus detalhes de aplicao e, se
possvel, torn-lo mais aceito pelos profissionais da rea da engenharia civil.
1.3.2 Objetivos especficos
Propor uma nova metodologia de obteno de curvas de correlao para
concretos mantidos em condies no normatizadas, que seria uma alternativa
proposta da NM 78.
Determinar as melhores tcnicas para a execuo da esclerometria de modo
a obter os melhores resultados.
-
21
Verificar se frmas de madeira seca, madeira mida, madeira compensada e
frma impermevel fornecem os mesmos ndices Escleromtricos para um mesmo
concreto sob mesma cura.
Verificar a influncia da armadura no ndice Escleromtrico.
-
22
2 FUNDAMENTAO TERICA
2.1 Consideraes sobre a resistncia do concreto
2.1.1 Resistncia compresso axial do concreto - fcj
A resistncia compresso axial do concreto, ou simplesmente fcj, a
caracterstica do concreto mais importante para estruturas, pois a partir dela que
se d todo o processo do clculo estrutural de concreto armado.
A verificao de fcj de um concreto, de forma simplificada, pode ser
determinada seguindo os passos abaixo:
a) Coleta de quantidade suficiente de concreto para a moldagem dos corpos de
prova (CPs);
b) A forma e tamanho do molde devem seguir a NBR 5738 (2008), item 7.1: A
dimenso bsica do corpo de prova deve ser, no mnimo, 4 vezes maior que a
dimenso nominal mxima do agregado grado do concreto. Para concretos
comuns, geralmente, so usados moldes cilndricos de base 10cm e altura
20cm ou base 15cm e altura 30cm;
c) O lanamento, adensamento e cura dos corpos de prova devem ser feitos
seguindo as prescries da NBR 5738 (2008);
d) O ensaio de compresso, em prensa, do corpo de prova: padronizado pela
NBR 5739 (2007). A idade padronizada para o ensaio de 28 dias;
e) Determina-se a tenso de ruptura dividindo-se a carga de ruptura do CP pela
rea de sua seo transversal, expressando o resultado com aproximao de
0,1 MPa.
-
23
2.1.2 Geometria dos corpos de prova para ensaio de compresso
Atualmente no Brasil, para o ensaio de compresso s existe
normatizao para corpos de prova que possuam a forma geomtrica cilndrica, cuja
altura seja o dobro do dimetro da base. Essa normatizao feita pela NBR 5739
(2007) Ensaios de compresso de corpos de prova cilndricos.
No obstante, em outros pases outras formas geomtricas so adotadas
para o ensaio de compresso, como por exemplo, a forma cbica, que tem a
vantagem de no necessitar de retificao de nenhuma face para melhorar o
acoplamento do CP ao prato da prensa. (GIONGO, 2009).
Quando da utilizao de CPs cilndricos de geometrias diferentes das
especificadas na NBR 5739 (2007), pode-se utilizar os valores de converso da
Tabela 1.
Tabela 1 - Valores para converso de resistncia de corpos de prova cilndricos.
Relao h / d Pesquisador ou
Norma 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50
Petrucci 1,00 0,98 0,96 0,94 0,85 0,70 0,70
Neville 1,00 0,97 0,93 0,90 0,85 - -
Tobio 1,00 1,00 0,97 0,91 0,87 - -
Petersons 1,00 0,97 0,95 0,89 0,83 0,77 0,71
Bungey 1,00 - - - 0,77 - -
Sangha & Dhir 1,00 - 0,95 - 0,83 - -
BS 1881 1,00 0,97 0,92 0,87 0,80 - -
ASTM C 42 1,00 0,98 0,96 0,93 0,87 - -
UNE 83302 1,00 0,98 0,96 0,94 0,90 - -
JIS A1107 1,00 0,98 0,96 0,94 0,89 - -
ABNT NBR 7680 1,00 0,97 0,93 0,89 0,83 - -
Fonte: CREMONINI (1994 apud CASTRO, 2009).
Para corpos de prova de outras geometrias, pode-se fazer uso da Tabela
2.
-
24
Tabela 2 - Coeficientes de converso da resistncia de diversas geometrias de CPs. Coeficientes de converso Tipo de corpo-
de-prova Dimenses (cm) Valores limites Valor mdio
Cilndrico 15 30 1,00
Cilndrico 10 20 0,94 a 1,00 0,97
Cilndrico 25 50 1,00 a 1,10 1,05
Cbico 10 0,70 a 0,90 0,80
Cbico 15 0,70 a 0,90 0,80
Cbico 20 0,75 a 0,90 0,83
Cbico 30 0,80 a 1,00 0,90
Prismtico 15 15 45 0,90 a 1,20 1,05
Prismtico 20 20 60 0,90 a 1,20 1,05 Fonte: GIONGO (2009)
2.1.3 Dimetro do CP e tamanho do agregado grado
Pela anlise das normas nacionais atuais e antigas, foi constatada certa
confuso na definio do dimetro do molde para corpos de prova ou testemunhos
em funo do dimetro do agregado grado. Normas vigentes utilizam definies
diferentes, o que no deveria ocorrer, pois ocasionam entendimentos distintos sobre
um mesmo assunto. Percebeu-se que a NBR 5738 (2003) foi a norma que realizou a
modificao da definio do dimetro do molde em funo do agregado grado, e
sua verso posterior (e atual), lanada no ano de 2008, manteve essa definio, que
a que se segue:
A dimenso bsica do corpo-de-prova deve ser no mnimo quatro vezes maior que a dimenso nominal mxima do agregado grado do concreto. As partculas de dimenso superior mxima nominal, que ocasionalmente sejam encontradas na moldagem dos corpos-de-prova, devem ser eliminadas por peneiramento do concreto, de acordo com a NBR NM 36. NOTA - Alternativamente, desde que conste no relatrio do ensaio, a medida bsica do corpo-de-prova pode ser no mnimo trs vezes maior que a dimenso nominal mxima do agregado grado do concreto. (NBR 5738, 2008, grifo meu).
-
25
A NBR 5738 (2003) e a NBR 5738 (2008) no trazem a definio do
termo dimenso nominal mxima. Buscou-se ento sua definio em outras
normas, e encontrou-se na NBR 7225 (1993) o seguinte:
Dimenses nominais de agregados: Aberturas nominais das peneiras de malhas
quadradas, correspondentes s dimenses reais do agregado.
Por analogia, a dimenso nominal mxima seria a menor peneira na qual
passam todos os agregados grados.
A antiga NBR 5738 (1994) exigia que o dimetro do molde fosse trs
vezes maior que a dimenso mxima caracterstica.
A NBR 7211 (2005) define a dimenso mxima caracterstica como a
grandeza associada distribuio granulomtrica do agregado, correspondente
abertura nominal, em milmetros, da malha da peneira da srie normal ou
intermediria na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada
igual ou imediatamente inferior a 5% em massa.
Disso percebe-se que a antiga NBR 5738 (1994) utilizava o termo
dimenso mxima caracterstica, e que a partir da sua verso de 2003 passou a
utilizar o termo dimenso nominal mxima, que tem significados distintos. O termo
dimenso nominal mxima no um termo estatstico, ele simplesmente
corresponde a um tamanho mximo permitido do agregado grado, enquanto o
termo dimenso mxima caracterstica faz uma limitao estatstica e no nominal.
2.1.4 Controle tecnolgico do concreto
O controle tecnolgico do concreto engloba os mais diversos ensaios que
avaliam vrias propriedades do concreto. Dentre esses ensaios, um muito
importante o que avalia a resistncia compresso axial.
A verificao da resistncia do concreto solicitado s possvel ser
realizada depois de transcorridos 28 dias da concretagem, ou seja, no possvel
saber no momento da entrega do concreto se o mesmo atende a resistncia
especificada. Um controle que se pode fazer no recebimento do concreto em obra
o ensaio de abatimento do tronco de cone, ou slump, o qual serve para dar uma
-
26
idia da trabalhabilidade do concreto. Pelo slump possvel verificar se h alguma
variao no esperada no trao do concreto. Mudanas no abatimento do concreto
podem indicar alteraes no consumo de gua, de cimento ou aditivo, bem como
nas caractersticas dos agregados (METHA E MONTEIRO, 2008, p.480).
2.1.5 Resistncia caracterstica compresso do concreto - fck
Todo o clculo de estruturas de concreto armado tem por base o valor da
resistncia caracterstica do concreto, fck, o qual deve ser verificado em um controle
de aceitao atravs do Controle Estatstico da Resistncia em qualquer obra de
concreto armado, (Item 12.3.3 da NBR 6118 (2003): ... o controle de resistncia
compresso do concreto deve ser feito aos 28 dias, de forma a confirmar o valor de
fck adotado no projeto. A sua verificao importante porque comprova se o fck do
concreto entregue (ou produzido) na obra se iguala ou supera o fck de projeto, o que
importante para a segurana da edificao. Helene (1986) ratifica essa afirmao
ao dizer que o controle da resistncia compresso do concreto ou seja, a
determinao do fck, - situa-se dentro dessa necessidade de comprovao daquilo
que est sendo executado frente ao que foi adotado no projeto da estrutura.
A NBR 12655 (2006) indica a diviso da estrutura em lotes, cada qual ter
seu fck calculado atravs do ensaio de compresso dos exemplares representativos
do lote. A formao dos lotes deve seguir o indicado no Quadro 1.
Solicitao principal dos elementos da estrutura
Limites superiores Compresso ou compresso e flexo
Flexo simples
Volume de concreto 50 m3 100 m3
Nmero de andares 1 1
Tempo de concretagem 3 dias de concretagem 1)
Quadro 1 - Formao de lotes pela NRB 12655 (2006). Fonte: NBR 12655 (2006). 1) Este perodo deve estar compreendido no prazo total mximo de sete dias, que inclui eventuais interrupes para tratamento de juntas.
-
27
A NBR 12655 (2006) Concreto de cimento portland, preparo, controle e
recebimento, procedimento - a que normatiza o Controle Estatstico de Resistncia
do concreto recebido ou produzido em obra. Como uma estrutura divida em vrios
lotes e cada um possui um fck, ela dispor, ao final de sua concretagem, de vrios
fcks, enquanto o clculo estrutural adota somente um valor de fck.
2.1.6 Significado estatstico do fck
O valor do fck um termo estatstico, e corresponde ao valor de
resistncia com probabilidade de 5% de ser ultrapassado para menos, na
amostragem de um lote. Os valores de fck e fcj so facilmente compreendidos ao se
visualizar a Curva de Gauss, mostrada na Figura 1, onde Sd o desvio padro.
Figura 1 - Curva de Gauss.
-
28
2.2 Clculo do fck
O clculo do fck de um lote de uma estrutura feito de acordo com o tipo
de controle do concreto, por amostragem parcial, onde algumas betonadas tm
concreto coletado para moldagem de corpos de prova, ou por amostragem total,
em que todas as betonadas coletado concreto.
O valor do fck de uma amostra ou lote de concreto no controle de
aceitao do concreto pode ser calculado, de uma maneira geral, da seguinte forma:
1 Faz-se a coleta de concreto das betonadas de concreto respeitando a
NBR NM 33;
2 Moldam-se e curam-se os corpos de prova cilndricos de concreto de
acordo com a NBR 5738;
3 Realiza-se o ensaio de compresso em todos os corpos de prova aos
28 dias de idade seguindo a NBR 5739. Cada qual ir fornecer um valor de fcj
(resistncia compresso individual do corpo de prova).
4 De posse dos valores de fcj, calcula-se o valor estatstico de fck pela
norma NBR 12655. Este valor especfico de fck ser tratado neste texto de fck,est por
tratar-se de uma estimativa (otimista) do fck do concreto das estruturas da obra. A
notao fck,est tambm a notao adotada pela NBR 12655 (2006)
Esclarece-se aqui que existem dois tipos de controle estatstico da
resistncia do concreto, um feito na produo e outro feito na aceitao do mesmo
em obra. Ambos so necessrios para que seja alcanado um bom resultado final,
mas suas misses so diferentes. (HELENE, 1986).
Um instrumento utilizado para o controle da produo do concreto a
Carta de valores individuais: Segundo Helene e Terzian (1993) o controle mais
divulgado e aceito em todo o Brasil utiliza cartas de controle que permitem o
acompanhamento da uniformidade e da eficincia do concreto. Para Helene (1986),
acompanhar a evoluo do desvio-padro o aspecto mais importante do controle
de qualidade do processo de produo do concreto, pois o custo do m de concreto
depende diretamente dele.
-
29
2.2.1 Fcks de interesse
Observa-se que so trs fcks de maior interesse:
1 - O fck de projeto: valor de fck que foi utilizado no dimensionamento
estrutural, seu valor definido pelo engenheiro de estruturas; o mesmo que o fck
de dosagem.
2 - O fck,est: o fck calculado com os corpos de prova normatizados, aos 28
dias, que por norma, deve ser igual ou maior ao fck de projeto; representa uma
estimativa otimista do fck da estrutura; e
3 - O fck da estrutura: so os fcks reais do concreto da estrutura; para o
clculo de seu valor para um determinado lote devem ser extrados vrios
testemunhos da estrutura, os quais devem ter sua resistncia fcj determinada; de
posse desses valores de fcj calculado o fck.
vlido frisar que o fck da estrutura determinado atravs da compresso
de testemunhos extrados da mesma no tem a obrigatoriedade de ser igual ou
maior que o fck,est, visto que o concreto da estrutura no ficou sob as mesmas
condies de cura e temperatura que os corpos de prova normatizados. Como ser
visto mais a frente, a resistncia do concreto da estrutura quase sempre inferior
resistncia dos corpos de prova normatizados.
2.2.2 Ponderaes do valor do fck no clculo estrutural
No mximo 5% do volume total de concreto de um lote pode estar com
resistncia compresso abaixo do valor de fck de projeto, isto para tentar limitar a
quantidade de concreto da estrutura com fck abaixo do fck de projeto; quando o
controle da resistncia do concreto identificar desrespeito a essa exigncia, esse
concreto classificado no meio profissional como no conforme. Esse volume de
concreto de 5% com resistncia inferior ao fck de projeto, apesar de estar de acordo
com a NBR 12655 (2006), poderia ser problemtico no dimensionamento estrutural,
pois o mesmo feito baseando-se em uma resistncia igual ou superior do fck,
-
30
mas a NBR 6118 (2003), considerando esse fato, adota ponderaes do valor de fck,
minorando-o. Tambm na norma outras ponderaes so feitas para cobrir outras
incertezas e aproximaes.
Na NBR 12655 (2006), o clculo do fck de apenas uma betonada, se ela
for a nica do lote, pode ser calculada pelo critrio do Controle do Concreto por
Amostragem Total, item 6.2.3.2:
a) para n 20, fck,est = f1
b) para n > 20, fck,est = fi
onde n o nmero de exemplares;
f1 a menor resistncia encontrada e i = 0,05 n.
Se essa betonada pertencer a um lote de no mximo a 10m, o fck pode
ser calculado pelo item 6.2.3.3 da NBR 12655 (2006):
fck,est = 6 . f1
J o grupo ABECE (2010), independente de essa betonada ser ou no a
nica do lote, recomenda a utilizao da seguinte frmula:
fck,est = 0,96 . X0
onde X0 o maior valor de fc de dois CPs moldados com o concreto da betonada. O valor de fck sofre a primeira ponderao atravs da frmula seguinte:
fcd= fck / yc , onde yc = ym1 . ym2 . ym3.
Conforme o item 12.1 da NBR 6118 (2003):
m1 - Parte do coeficiente de ponderao das resistncias c, que considera a
variabilidade da resistncia dos materiais envolvidos;
m2 - Parte do coeficiente de ponderao das resistncias c, que considera a
diferena entre a resistncia do material no corpo-de-prova e na estrutura;
-
31
m3 - Parte do coeficiente de ponderao das resistncias c, que considera os
desvios gerados na construo e as aproximaes feitas em projeto do ponto de
vista das resistncias.
Usualmente adota-se yc = 1,4 para as condies normais.
Alm do coeficiente yc, outra ponderao feita nas tenses de clculo,
conforme item 17.2.2 da NBR 6118 (2003):
= 0,8 . fcd (caso de reduo da seo comprimida)
ou
= 0,85 . fcd (caso de seo constante ou crescente).
2.2.3 Variaes da resistncia na prpria estrutura
Em termos gerais, as variaes de resistncia in situ podem ser
explicadas pelas diferenas na compactao e cura ou no uniformidade do
concreto fornecido. As variaes do fornecimento so assumidas como sendo
fortuitas, mas as variaes na compactao e cura seguem padres definidos de
acordo com o tipo de elemento. (NEPOMUCENO, 1999, p.33). A resistncia do
concreto nas bases dos elementos estruturais tem a tendncia de ser maior do que
a resistncia do concreto nos topos das vigas, lajes e pilares, devido ao fenmeno
da exsudao, que modifica a relao gua/cimento, alterando, portanto, a
resistncia.
2.2.3.1 Variaes da resistncia em um mesmo elemento estrutural
Numericamente, a variao da resistncia, ao longo da altura do elemento
estrutural, pode ser vista na Figura 2.
-
32
Figura 2 - Representao generalizada da variao da resistncia em um mesmo
elemento estrutural. Fonte: BUNGEY (1996 apud NEPOMUCENO, 1999)
Para os pilares, a variao da resistncia ao longo de sua altura pode ser
visualizada na Tabela 3.
Tabela 3 - Variao da resistncia em pilares.
Referncia
Dimenses
(m)
Resistncia
(MPa)
Diferenas de
Resistncia
Topo/Base (%)
Variao de
Resistncia nos
elementos
KHAYAT
(1997)
1,5x0,95x0,2 40-70 2-8 1,8-5,5%
KHAYAT
(1999)
1,4x0,24x0,24 50 1% 2,8%
ZHU (2000) 3 m altura 35 e 60 3 -11% 6,3-8,8%
HOFFMANN
(2003)
5 x 2 45-70 - 7,5-12,9%
KHAYAT
(2003)
1,54x1,1x0,2 56-59 5% -
Fonte: DOMONE (2006 apud HASTENPFLUG, 2007).
-
33
Considerando ainda os pilares, MUNDAY (1984 apud VIEIRA, 2007)
indica que a variao de resistncia varia conforma o indicado na Tabela 4.
Tabela 4 - Variao da resistncia entre topo e base de pilares
Altura da pea (mm) % de reduo da resistncia entre o topo e as camadas inferiores
200 8
400 12
600 16
800 19
1600 21
>1600 23 Fonte: MUNDAY (1984 apud VIEIRA, 2007).
J para vigas, a variao da resistncia pode ser representada conforme
indica a Figura 3.
Figura 3 - Variao da resistncia em vigas. Fonte: BUNGEY (1996 apud NEPOMUCENO, 1999).
2.2.4 Determinao do fck da estrutura
O fck da estrutura pode ser determinado atravs de um nmero satisfatrio
de testemunhos, cujo local de extrao deve considerar a variabilidade da
resistncia do concreto na estrutura (e os danos por ela sofridos). Os pontos de uma
-
34
estrutura para se obter a resistncia do concreto podem ser definidos conforme as
instrues a seguir.
2.2.4.1 Locais genricos da estrutura para obter a resistncia
A resistncia do concreto dos corpos de prova normatizados, para uma
mesma data, geralmente superior resistncia do concreto da prpria estrutura,
pois as condies de lanamento, adensamento e cura do concreto da estrutura so
diferentes e piores do que as dos corpos de prova em laboratrio; em obra existe
uma enorme diversidade nos modos de lanamento, adensamento e cura do
concreto enquanto que no laboratrio todo esse processo controlado e sempre
feito da mesma maneira. Apenas em algumas situaes pode ocorrer de a
resistncia real do concreto na obra se igualar ou superar a obtida dos CPs do
controle de recebimento. Isso significa dizer que o fck dos corpos de prova de um lote
quase sempre ser maior que o fck do concreto correspondente a esse lote na
prpria estrutura.
A avaliao da resistncia do concreto da estrutura pode ser feita de
modo direto pela extrao de testemunhos e compresso dos mesmos ou de modo
indireto, pela medio de alguma propriedade do concreto correlacionando-a com a
resistncia do mesmo, (que o procedimento dos ensaios no destrutivos).
Os locais especficos em um lote de concreto da estrutura para se
determinar a resistncia podem ser escolhidos de acordo com o ensaio que ser
feito, e para a extrao de testemunhos podem ser definidos de maneira geral da
seguinte forma, conforme preconiza a NBR 7680 (2007):
a) A formao dos lotes deve obedecer quela obtida quando da concretagem
da estrutura ou em funo da importncia das peas que compe a estrutura,
por exemplo, considerar todos os pilares de um pavimento como um lote. O
lote pode envolver um volume de concreto to reduzido quanto se queira ou
se precise para anlise da estrutura ou adequabilidade do concreto. O
tamanho mximo do lote de concreto a ser analisado deve atender a:
I) volume total de concreto no superior a 100m;
-
35
II) rea construda em planta no superior a 500m;
III) volume de concreto produzido no mximo dentro de 15 dias;
IV) quando edifcio, no mximo um andar;
V) em grandes estruturas macias, o lote poder abranger um volume de at
500m, desde que a concretagem tenha sido executada em prazo no
superior a uma semana.
Em colunas, pilares e paredes cortina, passveis de sofrerem fortemente o
fenmeno da exsudao, os testemunhos devem ser extrados 50cm abaixo da
superfcie topo de concretagem do elemento estrutural. Sempre que isto no for
possvel, os resultados podem ser aumentados em at 10%, desde que isso conste
no relatrio. NBR 7680 (2007).
Em linhas gerais, os locais de investigao da resistncia do concreto na
estrutura podem ser definidos dependendo do objetivo do ensaio, conforme cita
Bungey (1996 apud NEPOMUCENO,1999):
a) Se o objetivo estimar a resistncia in situ para efeitos de dimensionamento de um elemento ou estrutura, os ensaios devem ser realizados nas zonas de altas tenses levando-se em conta a previso da distribuio da resistncia nos elementos estruturais; b) Se o objetivo determinar o valor caracterstico da resistncia in situ para verificao da conformidade do material, os ensaios devem ser efetuados em concretos tpicos e, por isso, as zonas superiores mais fracas dos elementos devem ser evitadas. O ensaio a cerca de meia altura recomendvel para vigas, pilares e paredes e os ensaios em zonas superficiais das lajes devem ser realizados na sua base a menos que a camada superior seja previamente removida.
2.2.5 Transformao de fckj (ou fcj) para fck28 (ou fc28).
Nas situaes em que se obtm o fck da estrutura para idade diferente de
28 dias, e o fck desejado nessa idade, ser necessrio fazer a devida converso.
O crescimento da resistncia do concreto afetado pelas condies
climticas e condies de carregamento; levar em conta todas essas variveis para
predizer a resistncia do concreto um tanto quanto complexo e impraticvel. No
obstante, possvel estimar o crescimento da resistncia do concreto atravs de
frmulas quando se fixam alguns parmetros.
-
36
2.2.5.1 Transformao conforme NBR 6118 (2003)
As condies climticas a que o concreto fica submetido podem ser
variveis, que o que ocorre em obras, ou fixas (controladas), situao que ocorre
somente em laboratrio. Conhecido o tipo de cimento, possvel estimar o
crescimento da resistncia para uma cura mida em uma temperatura entre 20 e
30C, conforme indica a NBR 6118 (2003, p.64):
fck28 = fckj / B1 B1 = exp (s ( 1 (28/t)1/2 )) ,
Onde:
t a idade do concreto e s vale:
s = 0,38 para cimento CPIII e CPIV
s = 0,25 para cimento CPI e CPII
s = 0,20 para cimento CPV-ARI.
Da aplicao das frmulas anteriores, resulta a Tabela 5.
Tabela 5 - Relaes fcj / fc28
IDADE EM DIAS
CIMENTO 3 7 14 28 60 90 120 240 360 10.000CPIII e CPIV 0,46 0,68 0,85 1 1,13 1,18 1,21 1,28 1,31 1,43 CPI e CPII 0,59 0,78 0,9 1 1,08 1,12 1,14 1,18 1,20 1,27
CPV 0,66 0,82 0,92 1 1,07 1,09 1,11 1,14 1,16 1,21 Fonte: CARVALHO E FIGUEIREDO (2007).
2.2.5.2 Transformao pela lei de Abrams
Quando so conhecidos parmetros de dosagem para os componentes
do concreto, a resistncia do concreto pode ser estimada pela Lei de Abrams:
-
37
fcj = A / Ba/c
A determinao dos termos A e B requer vrios clculos e
conhecimento dos materiais utilizados, entretanto, a Lei de Abrams parece ser a
frmula de melhor preciso na estimativa da resistncia, pois a que leva em conta
a maior quantidade de fatores.
O crescimento da resistncia do concreto em condies climticas no
controladas depende de muitos fatores, por isso difcil fazer alguma estimativa. O
histrico de temperatura do concreto no decorrer do tempo, (principalmente nas
primeiras horas e nos primeiros dias) e a umidade influenciam a velocidade de
ganho de resistncia, assim como o histrico de carregamento (efeito Rush). Quanto
mais precoce for o carregamento, maior ser a reduo da taxa de crescimento da
resistncia.
2.2.6 Umidade dos CPs e testemunhos no ensaio de compresso
No controle de recebimento do concreto, os CPs devem ser rompidos
seguindo a normatizao, ou seja, devem ser retirados da gua ou da estufa
padronizada e serem imediatamente ensaiados. NBR 5739 (2007).
Quando os CPs so curados junto estrutura, conforme item 8.3 da NBR
5738 (2008), os CPs ao chegarem ao laboratrio devem permanecer em cmara
mida normatizada at o momento do ensaio.
2.2.7 Consideraes sobre o ganho de resistncia do concreto
A consistncia do concreto durante o ganho de resistncia pode ser
caracterizada em quatro momentos:
a) Enrijecimento: perodo entre a mistura dos componentes e incio de
pega. Nessa etapa o concreto vai perdendo trabalhabilidade.
-
38
b) Incio de pega: o concreto no tem mais trabalhabilidade e inicia-se a
passagem para o estado slido.
c) Fim de pega: concreto solidificado. A agulha de Vicat no o penetra.
d) Endurecimento: o concreto comea a ganhar resistncia (formao da
etringita).
O pico de liberao de calor ocorre, na maioria dos cimentos, 4 a 8 hs
aps a mistura, com a formao da etringita. (METHA E MONTEIRO, 2008).
2.2.7.1 Cura
Chama-se de cura os procedimentos que tem o objetivo de manter gua
disponvel para a hidratao do cimento. Ela deve ser iniciada aps duas ou trs
horas aps o lanamento nas frmas, e deve durar sete dias ou mais. Quanto maior
for a relao a/c, por mais tempo deve ser curado o concreto. (METHA E
MONTEIRO, 2008).
2.2.7.2 Alta temperatura de cura
As preocupaes com a alta temperatura ambiente durante a
concretagem de estruturas esto relacionadas, principalmente, com a fissurao por
retrao que ocorre pela evaporao da gua de amassamento na superfcie do
concreto. A superfcie perde gua e retrai, enquanto o interior do concreto ainda est
mido e no sofre retrao. Essa retrao diferencial entre o interior e a superfcie
ocasiona as fissuras, que facilitam a entrada de agentes agressivos no concreto
reduzindo sua vida til. A evaporao da gua tambm prejudica o ganho de
resistncia, principalmente nos primeiros dias.
-
39
Garantida a gua no concreto, pode-se acelerar o ganho de resistncia
inicial pelo aumento da temperatura, principalmente durante a pega. O inconveniente
disso que a resistncia final ser menor.
J a temperatura inicial mais baixa provoca um crescimento mais gradual
da resistncia, fazendo com que o concreto adquira maior resistncia final. Esse
fenmeno parece ser resultante da microestrutura da matriz do concreto mais
uniforme, conforme estudos de pesquisadores. (METHA E MONTEIRO, 2008, p.64).
Temperaturas muito elevadas nas idades iniciais podem no causar
ganho de resistncia caso a umidade disponvel no seja suficiente para a
hidratao do cimento. Se a temperatura se elevar ainda mais, chegar um
momento em que mesmo com condies timas de umidade, a resistncia no
aumenta, podendo se estabilizar ou at diminuir. O concreto em cura trmica por
vapor de gua presso atmosfrica no deve exceder os 70C, na cura sem vapor
no deve passar dos 40C. (METHA E MONTEIRO, 2008).
Obteve-se acesso aos dados de um ensaio onde o concreto foi submetido
a vrias temperaturas. A cura foi feita mantendo-se os corpos de prova imersos em
gua com temperaturas controladas de 5C, 15C, 25C e 35C. Utilizou-se cimento
CPV-Ari Cau Apia. Utilizaram-se trs traos com relaes gua/cimento de 0,45 ,
0,60 e 0,75. As resistncias mdias compresso obtidas so visualizadas na
Tabela 6.
Tabela 6 - Resistncias compresso aos 28 dias.
Relao a/c Temperatura (C)
0,45 0,60 0,75
5 45,4 37,5 24,3
15 46,3 39,3 27,4
25 52,8 42,7 25,8
35 49,1 36,1 23,9 Fonte: IKEMATSU E LAGUNA (2010).
Na Tabela 6 possvel constatar que para as relaes a/c de 0,45 e 0,60
a melhor temperatura de cura foi de 25C, e aos 35C houve um menor ganho de
resistncia do que aos 25C.
-
40
2.3 Ensaios No Destrutivos na avaliao da resistncia
A estimativa da resistncia do concreto de uma estrutura pode ser feita na
obteno direta do valor da resistncia atravs do ensaio de compresso de
testemunhos extrados da estrutura. A resistncia tambm pode ser estimada
atravs da medida de alguma propriedade do concreto, (por exemplo, a dureza
superficial), correlacionando-a com a resistncia correspondente.
A extrao e compresso de testemunhos , sem dvidas, o modo mais
preciso na obteno da resistncia do concreto. H, no entanto, situaes onde no
se pode realizar esse ensaio:
Em locais com grande concentrao de armaduras;
Em elementos estruturais de dimenses insuficientes para realizar o ensaio;
Em concretos de baixa resistncia ou fissurados os testemunhos podem
sair com trincas.
A extrao de testemunhos tambm tem aplicao limitada em peas pr-
moldadas, onde a cavidade deixada pelo ensaio pode inviabilizar a utilizao da
mesma.
Dentre os mtodos indiretos, destacam-se os Ensaios No Destrutivos
(END), os quais medem alguma propriedade do concreto in situ provocando
pequeno ou nenhum dano a ele. Cada mtodo possui suas peculiaridades, como a
aparelhagem necessria, o tempo de sua execuo, o tratamento estatstico dos
dados, a preciso dos resultados, o dano causado ao elemento ensaiado, e os
custos envolvidos.
As dificuldades maiores dos ENDs esto na eliminao dos fatores que
causam variao ou distoro nas grandezas medidas e no traado da melhor curva
de correlao da resistncia com a propriedade medida. Cada ensaio tem
sensibilidade varivel a certas condies, por exemplo, o Ensaio Escleromtrico
significantemente afetado por uma superfcie do concreto muito carbonatada,
enquanto que o Ensaio de Ultra-som pouco influenciado por esse fator; j a
presena de microfissuras pode influenciar no Ensaio de Ultra-som e praticamente
no serem detectadas pelo esclermetro. Por essas diferenas de sensibilidade
que alguns autores recomendam que se aplique em um mesmo elemento dois ENDs
distintos, por exemplo, Ultra-som e Esclerometria, e que a resistncia final estimada
-
41
seja obtida por uma funo de duas variveis. As duas variveis so as duas
propriedades medidas pelos dois ENDs.
A seguir uma breve reviso sobre os principais Ensaios No Destrutivos
voltados para avaliar a resistncia compresso do concreto.
2.3.1 Ultrasom
O ensaio de ultrasonografia consiste na medio do tempo de percurso
de um pulso ultra-snico percorrer uma determinada distancia no interior do
concreto. Dividindo-se o comprimento de concreto ensaiado pelo tempo para
percorr-lo (medido no prprio aparelho) acha-se a velocidade. As curvas so
traadas plotando o crescimento da velocidade do ultra-som com a idade.
Para realizar o ensaio utiliza-se um aparelho (Figura 4) com dois
transdutores, colocados, preferencialmente um de frente para o outro (transmisso
direta), a freqncia do pulso de 54KHz (no aparelho mais difundido). Sua
execuo requer habilidade por parte do operador, pois um ensaio bastante
sensvel.
Figura 4 - Aparelho de ultra-som. Fonte: MACHADO (2005).
-
42
2.3.2 Penetrao de pinos
O Ensaio de Penetrao de Pinos, tambm conhecido por Windsor Probe
Test, visa estimar a qualidade e a resistncia compresso do concreto pela
medida da profundidade de penetrao de pinos disparados por uma pistola especial
(Figura 5) contra uma superfcie de concreto. O princpio que rege o ensaio que
quanto maior a profundidade de penetrao do pino, menor a qualidade e
resistncia do concreto. Alguns autores consideram este ensaio como semi-
destrutivo, pois apesar de ele no produzir dano estrutural, produz dano superficial
no elemento ensaiado.
Figura 5 - Sonda Windsor Fonte: JAMES (2010).
2.3.3 Pull-off
O Pull-off (ou Ensaio de trao direta) se baseia na estimativa da
resistncia do concreto pela medida da fora de arrancamento de um disco metlico
colado na superfcie do elemento de concreto, conforme pode ser visto na Figura 6.
-
43
Figura 6 - Ensaio de trao direta. Fonte: NEPOMUCENO (1999).
2.3.4 Pull-out
O Pullout (ou Ensaio de Arrancamento) permite estimar a resistncia do
concreto atravs do arrancamento de um disco metlico no interior da pea a ser
ensaiada, correlacionando a fora necessria ao arrancamento resistncia. O
disco pode ser instalado na pea antes da concretagem, procedimento este
chamado de lok-test, mas tambm pode ser inserido aps a concretagem
utilizando o sistema capo-test. O Ensaio de Arrancamento propriamente dito se d
da mesma maneira para os sistemas lok-test e capo-test, diferindo apenas no
procedimento de insero do disco metlico. A sistemtica do ensaio pode ser vista
na Figura 7.
Aps a instalao do disco metlico, o ensaio resume-se instalao e
utilizao do equipamento de trao que ir arrancar esse disco juntamente com
uma pequena poro de concreto. Vai-se aplicando uma fora gradativamente maior
no equipamento at a ruptura, fazendo-se a leitura do visor da fora aplicada (Figura
8).
-
44
Figura 7- Estrutura do Ensaio de Arrancamento. Fonte: NEPOMUCENO (1999).
Figura 8 - Execuo do Ensaio Pull-out. Fonte: NEPOMUCENO (1999).
Assim como os ensaios de penetrao de pinos e de trao direta, o
Ensaio de Arrancamento produz apenas danos superficiais no concreto (Figura 9),
praticamente no reduzindo a capacidade resistente do elemento estrutural
ensaiado.
-
45
Figura 9 - Elemento ensaiado com Pull-out. Fonte: NEPOMUCENO (1999).
2.3.5 Maturidade
A avaliao da resistncia do concreto pelo Mtodo da Maturidade se
baseia no fato de que a resistncia do concreto ser tanto maior quanto maior for o
produto temperatura X tempo. Para isso necessrio monitorar a temperatura
interna do concreto e utilizar funes matemticas que fornecero uma estimativa da
resistncia.
2.3.6 Esclerometria
Esclerometria o Ensaio No Destrutivo para avaliao da dureza
superficial do concreto. Neste ensaio utiliza-se um aparelho denominado
esclermetro de reflexo (ou Martelo de Schmidt) Com este aparelho obtm-se um
-
46
valor da dureza do concreto, chamado ndice Escleromtrico.. O uso do
esclermetro de reflexo tem seu uso normatizado no Brasil pela NBR 7584 (1995).
Alguns modelos de esclermetro encontrados comercialmente podem ser
vistos nas Figuras 10, 11 e 12.
Figura 10 - Aparelho com visor digital incorporado. Fonte: PROCEQ (2010)
Figura 11 - Modelo digital mais sofisticado. Fonte: PROCEQ (2010)
Figura 12 - Modelo com registro em papel do IE. Fonte: GOOGLE (2010)
-
47
A utilizao do Esclermetro simples: posiciona-se o esclermetro
perpendicularmente superfcie a ser ensaiada, encostando-o e o pressionando-o.
Atravs de um mecanismo interno de mola, uma massa metlica de caractersticas
conhecidas arremessada contra a haste metlica, e esta se impacta no concreto.
Ocorre um repique dessa massa tanto maior quanto mais duro (ou mais resistente)
for o concreto. Faz-se a leitura desse repique (Figura 13), que atravs de uma curva
de correlao conveniente, encontra-se a resistncia estimada do concreto naquela
regio.
Figura 13 - Mostrador analgico do IE de um esclermetro.
As vantagens desse mtodo que ele no provoca danos estruturais,
rpido de ser executado (caso as superfcies j tenham sido preparadas) e sua
operao simples. Como principal desvantagem do ensaio que ele avalia
somente a superfcie do concreto, a qual deve ser representativa de concreto em
exame.
Como este TCC tem por base o Ensaio Escleromtrico, maiores detalhes
sobre o ensaio sero tratados em um sub-captulo a parte.
-
48
2.4 O Ensaio Escleromtrico e a resistncia do concreto
De maneira geral, os fatores que influenciam a resistncia do concreto
so, conforme Metha e Monteiro (2008):
Propriedades dos componentes;
Propores dos componentes e
Condies de cura e idade.
Entende-se por propriedades dos componentes o tipo de cimento,
granulometria dos agregados grado e mido, tipo de agregado grado e mido.
Propores dos componentes seria o trao do concreto. Condies de cura a
disponibilidade de gua para o concreto, que pode levar em conta a umidade relativa
do ar.
A seguir se detalha os fatores que exercem maior influncia na resistncia
do concreto e no ndice Escleromtrico (IE).
a) Trao do concreto
Ao proporcionamento dos materiais constituintes do concreto d-se o
nome de trao. Academicamente ele sempre referido em massa, mas nas obras
correntes, na maioria das vezes, expresso em volume. Ele representado na
forma 1 : x : y : a/c, onde 1 corresponde massa de cimento, x massa de
agregado mido, y de agregado grado e a/c a relao gua/cimento. Desses
quatro termos, o que define com maior intensidade a resistncia que o concreto ir
adquirir, a relao gua/cimento.
b) Relao a/c
A relao a/c , sem dvida, o fator mais importante na variao do trao
do concreto, porque afeta a porosidade da matriz da argamassa e da zona de
transio entre a matriz e o agregado grado (METHA E MONTEIRO, 2008, p.52).
Um aumento na porosidade reduz a resistncia do concreto e o IE.
c) Adensamento
O adensamento insuficiente pode provocar o no preenchimento
completo das frmas, formando vazios no concreto, o que reduz a capacidade
-
49
resistente do elemento estrutural. O Ensaio Escleromtrico visa avaliar a resistncia
do concreto e no do elemento estrutural, no entanto caso o vazio deixado pelo
adensamento inadequado esteja prximo do local de ensaio, o IE pode ser reduzido,
prejudicando o resultado.
A exsudao pode ocorrer de maneira mais intensa em elementos de
maior altura, onde a parte mais alta tem um aumento na relao a/c, enquanto a
parte mais baixa do elemento tem uma reduo. Esse fenmeno pode se pronunciar
com um adensamento exagerado, por um trao inadequado ou ainda por
caractersticas inadequadas dos materiais empregados. A variao da relao a/c
implica na variao da resistncia, o que acarreta variao no IE.
A segregao do agregado grado pode ocasionar variao no IE e na
resistncia. Para uma mesma argamassa/pasta, o aumento do consumo de
agregado grado por m tende a aumentar o IE, entretanto, sua influncia na
resistncia mais complexa de predizer devido a outros fatores intervenientes.
d) Ar incorporado
O ar pode estar incorporado no concreto de maneira localizada e
involuntria, pelo adensamento inadequado, como visto no item anterior, ou de
maneira intencional e com uma distribuio relativamente uniforme, com o uso de
aditivos incorporadores de ar. A incorporao de ar aumenta a porosidade da matriz
cimentcia, reduzindo, portanto, a resistncia. Essa reduo mais sentida em
concretos com baixa relao a/c. Nas teses de doutorado e mestrado consultadas
no foram encontradas informaes a respeito da influncia do ar incorporado no IE.
e) Tipo de frma
A permeabilidade da frma pode reduzir a relao a/c na superfcie
aumentando o IE. Meireles e Geyer (2003), utilizando frmas drenantes com o uso
de txteis encontrou um aumento de 100% na resistncia superficial ao que
parece, Meireles utilizou a curva de correlao do esclermetro na determinao da
resistncia superficial. Dessa forma percebe-se que o IE na superfcie pode variar
dependendo do material da frma, alterando a determinao da resistncia do
concreto.
Outro item importante das frmas sua umidade, supe-se que ela pode
colaborar no processo de cura da camada mais externa do concreto, no entanto, no
-
50
foi encontrado na literatura consultada, sua influncia no IE. O tempo de
descimbramento tambm pode influenciar nas caractersticas da superfcie do
concreto.
f) Cura e histrico de temperatura
A cura bem realizada otimiza o crescimento da resistncia, assim o IE
tambm aumenta. A temperatura mais elevada no concreto jovem acelera as
reaes qumicas fazendo o concreto ganhar resistncia mais rapidamente,
aumentando o IE. Deve-se atentar ao fato de que o aumento da resistncia do
concreto nem sempre se d na mesma proporo do aumento do IE, e vice-versa.
g) Carbonatao
A norma brasileira do Ensaio Escleromtrico NBR 7584 (1995) considera
que as curvas de correlao so vlidas para concretos de idade entre 14 e 60 dias,
pela considerao da idade e da carbonatao As normas NM 78 (1996) e BS
1881:Part 202 (1986) consideram que at 90 dias de idade no necessrio levar
em conta a carbonatao do concreto no Ensaio Escleromtrico. Quanto maior a
espessura carbonatada, maior ser sua influncia no IE.
h) Umidade do concreto
Um elemento estrutural mido tem sua resistncia e o IE reduzidos. Se
essa umidade for apenas superficial, a resistncia praticamente no sofre efeito,
enquanto que o IE continua reduzido. A norma brasileira do Ensaio Escleromtrico
recomenda que a superfcie esteja seca para padronizar o ensaio.
i) Rigidez da pea ensaiada
A vibrao da pea ensaiada no impacto do esclermetro reduz o IE e
diminui a preciso da correlao do IE com a resistncia. Essa vibrao pode ser
ocasionada pela baixa inrcia da pea ou por sua fixao inadequada ou inexistente.
f) Agregados grados
O impacto diretamente no agregado grado acarreta elevado IE, j que
para concretos de resistncia baixa e normal o agregado grado tem maior
resistncia (e rigidez) que o prprio concreto.
-
51
Variaes do agregado grado na sua resistncia, dimenso mxima,
forma, textura superficial, granulometria e mineralogia podem afetar a resistncia do
concreto. Geralmente as alteraes nas caractersticas dos agregados grados
ocasionam alterao na relao a/c, e a variao da resistncia e do IE ficam
condicionados a essas duas alteraes. (METHA E MONTEIRO, 2008).A densidade
do agregado grado pode inferir de maneira significante no IE, e deve ser
considerada na obteno de curvas de correlao entre resistncia e IE.
g) Temperatura do concreto
O concreto quando em temperatura igual ou inferior a 0C pode inferiir em
um IE mais elevado pela solidificao da gua presente no concreto.
h) Presena de armaduras
O IE pode ser influenciado pela presena de barras de ao no interior do
concreto nas proximidades do impacto do esclermetro. Quanto menor a resistncia
do concreto, menor a espessura de cobrimento e maior o dimetro da barra, maior
ser o aumento no IE.
2.4.1 Recomendaes para o Ensaio Escleromtrico
Para se obter bons resultados no Ensaio Escleromtrico se faz necessrio
seguir algumas recomendaes como se segue.
a) frmas
A norma brasileira do Ensaio Escleromtrico NBR 7584 (1995) em seu
item 4.1.2 recomenda que se utilize nos moldes dos CPs o mesmo tipo de material
utilizado na estrutura a ser ensaiada:
MALHOTRA (1991 apud NEPOMUCENO,1999, p. 80), afirma que o IE de
concretos moldados em frmas metlicas entre 5% e 35% maior do que em
moldes de madeira. J em MACHADO (2005), cita-se que as frmas de madeira
compensada absorvem a umidade do concreto, provocando maiores IE. Essa
-
52
divergncia de opinies alvo de estudo neste TCC e foi verificada
experimentalmente no item 3.3.
b) tamanho e geometria dos CPs
A norma brasileira recomenda que as peas a serem ensaiadas devam
ter no mnimo 10cm na direo do impacto, e caso isso no seja possvel, um apoio
deve ser colocado na superfcie oposta ao impacto para dar maior rigidez pea e
evitar a dissipao da energia por vibrao.
A norma tambm d preferncia por superfcies planas do concreto, o que
denota o uso de frmas tambm planas. Nas teses e artigos consultados, observou-
se a preferncia pela execuo do Ensaio Escleromtrico nos corpos de prova
cilndricos, os quais eram posteriormente ensaiados compresso. Desta maneira,
obtm-se uma relao direta entre resistncia e IE. De modo a obter uma viso
global dos tamanhos e geometrias dos CPs utilizados nas publicaes nacionais
acerca do Ensaio Escleromtrico, cita-se o que segue:
- Artigo do 50 IBRACON, Estudo comparativo entre os ensaios de
esclerometria e ultra-som no concreto, de autoria de Darciley Arajo: utilizou CPs
10x20 em p, no cho, e aplicou os impactos no topo;
- Artigo do 50 IBRACON, Avaliao de desempenho do ensaio de
esclerometria na determinao da resistncia do concreto endurecido, de autoria de
Clcio Jos Escobar: usou CPs cbicos de 20, 30 e 40cm de aresta, simplesmente
soltos no cho.
- Artigo do 49 IBRACON, Utilizao de Ensaios No destrutivos para
liberao de protenso em peas de concreto pr-fabricado, de autoria de Thiago
Spilere Pieri: usou CPs 10x20 na prensa. A carga na prensa no foi divulgada.
- Artigo do 49 IBRACON, Ensaios No destrutivos para avaliao da
qualidade do concreto nas primeiras idades, autoria de Sandro Eduardo da Silveira
Mendes: usou CPs 15x30cm na prensa, carga no divulgada.
- Artigo do 45 IBRACON, Aplicao de tcnicas no-destrutivas para
avaliao da resistncia compresso do concreto, autor Roberto Caldas de
Andrade Pinto: foram utilizados CPs prismticos 15x20x60cm e lajes de grandes
dimenses, provavelmente ambos ficaram simplesmente apoiados no cho.
- Artigo Observao de estruturas de beto de elevados desempenhos
atravs de ensaios in situ no-destrutivos, autoria de E.N.B.S. Jlio, da
-
53
Universidade de Coimbra, Portugal: usou CPs prismticos 15x15x60cm e CPs
cbicos de aresta 15cm.
- MACHADO (2005): foram usados CPs 15x30 na prensa a 15% da
carga estimada de ruptura.
- EVANGELISTA (2002): usou CPs 15x30 na prensa, carga no
divulgada.
- CMARA (2006): foram usados CPs 10x20 na prensa a 1MPa.
- NEPOMUCENO (1999): usou laje de grandes dimenses apoiada no
cho.
A execuo do Ensaio Escleromtrico em CPs de dimenses tais que
possibilitem sua colocao na prensa, vantajosa no sentido de que fixa o CP
causando-lhe certa restrio vibrao, e reproduz as tenses a que o concreto em
obra est submetido, alm de proporcionar uma posio ergonmica ao operador do
esclermetro.
c) Tipo de esclermetro
O tipo de esclermetro indicado para casos normais, de edifcios e
postes, conforme a norma brasileira do Ensaio Escleromtrico, o de energia de
percusso de 2,25 N.m, que comercialmente equivaleria ao esclermetro tipo N
(Figura 14).
Figura 14 - Esclermetro de Schmidt tipo N.
d) Superfcie de ensaio
As superfcies de ensaios devem ser secas ao ar, limpas e
preferencialmente planas. O tipo de frma indicada a no-absorvente. Devem-se
-
54
evitar superfcies horizontais, midas, carbonatadas, irregulares, speras, curvas ou
talhadas. A norma recomenda que a superfcie seja polida com prisma ou disco de
carborundum. Tambm se deve evitar o impacto diretamente nos agregados, dando
preferncia ao impacto na matriz de concreto. No permitido o impacto em um
ponto j ensaiado, caso isso ocorra, o segundo valor deve ser descartado. NBR7584
(1995).
e) rea de ensaio As reas de ensaio devem estar afastadas das regies afetadas por
segregao, exsudao, concentrao excessiva de armadura, juntas de
concretagem, cantos, arestas, etc. Dessa maneira, conveniente evitar bases e
topos de pilares, regies inferiores de vigas, quando no meio do vo, e regies
prximas dos apoios. NBR7584 (1995).
Os impactos do esclermetro devem distar de, no mnimo, 3cm um do
outro e 5cm de arestas e cantos. Deve-se delimitar a rea de ensaio entre 80cm e
400cm, para executar de 9 a 16 impactos (Figura 15 e Figura 16). A essa rea
corresponder um nico valor de IE, que por sua vez, corresponder a um nico
valor de fcj.
Figura 15 - rea de ensaio de 9cm X 9cm, para 9 impactos,
sugerida pela NBR 7584 (1995). Fonte: NBR 7584 (1995)
-
55
Figura 16 - rea de ensaio de 20cm X 20cm, para 16 impactos,
sugerida pela NBR 7584 (1995). Fonte: NBR 7584 (1995)
f) Posio do esclermetro
O aparelho deve ser aplicado preferencialmente na posio horizontal, ou
seja, em superfcies verticais. Sendo necessrio aplicar em outras posies, o IE
deve ser corrigido com os coeficientes fornecidos pelo fabricante do esclermetro.
Esses coeficientes levam em considerao a ao da gravidade e so especficos
para cada tipo de esclermetro. NBR7584 (1995).
g) Tratamento dos resultados
Para a determinao do IE para uma rea, deve-se proceder o clculo da
mdia aritmtica dos IE individuais dessa rea, achando IEm. Deve-se desprezar os
IE que estejam afastados (para mais ou para menos) em mais de 10% da mdia do
IEm e calcular novo IEm. O IE final deve ser obtido com, no mnimo, 5 valores
vlidos. Caso isso no seja possvel, o ensaio nessa rea deve ser descartado.
2.4.2 Curva de correlao
As curvas de correlao correlacionam graficamente o IE (ndice
Escleromtrico) com a respectiva resistncia. Um exemplo de curva de correlao
pode ser visto na Figura 17.
-
56
Figura 17 - Exemplo de curva de correlao para o Ensaio Escleromtrico. Fonte: MACHADO (2005).
A curva de correlao obtida com concretos de trao conhecido,
mantido em condies ambientais conhecidas. Aplica-se o Ensaio Escleromtrico no
concreto desconhecido, obtendo o IE, que na curva de correlao ir indicar a
resistncia compresso estimada do mesmo.
A curva de correlao deve considerar os fatores desconhecidos do
concreto a ser ensaiado, que podem influenciar na resistncia e no IE, (uma lista
com vrios fatores foi vista no item 2.4). Por exemplo, ao ensaiar vrios pilares de
uma obra de concreto usinado, concretados com betonadas diferentes, em dias
diferentes, pode-se ter como principais fatores desconhecidos:
- Idade;
- Histrico de temperatura;
- Cura;
- Variao do trao e das propriedades dos materiais.
Os fatores que a norma NM 78 leva em conta so somente a idade e
variao da relao a/c, ou seja, sua aplicao no voltada para os concretos de
obras.
Para a plotagem da curva de correlao necessrio dispor de curvas do
crescimento da resistncia do concreto e do crescimento do IE com a idade. As
normas internacionais do diferentes instrues para o traado delas. Como no foi
-
57
possvel obter acesso a elas, cita-se a seguir o que foi encontrado traduzido em
teses de mestrado e doutorado.
RILEM NDT 3: indica que deve ser variado o nvel de resistncia dos CPs.
NBR 7584 (1995): A norma brasileira no detalha como devem ser obtidas as
curvas de correlao.
BS 1881 Part 202 (1986): ou variar a idade ou variar as propores dos
componentes.
NM 78: variar a relao a/c de 0,4 a 0,7, em intervalos de 0,05 e variar a
idade (Figura 18). As teses nacionais consultadas utilizam essa norma como
referncia para os ensaios.
ACI 228.1R (2003): variar a idade. (MACHADO,2005; EVANGELISTA,2002).
Conforme a norma BS1881:Part 202 (1986 apud MACHADO,2005) a
idade na curva de correlao pode ser desprezada em concretos com idade entre 3
e 90 dias. A mesma norma recomenda a utilizao de curvas para cada tipo de cura,
ou seja, o concreto de resistncia desconhecida deve ter sido mantido nas mesmas
condies de temperatura e cura que o concreto utilizado na curva de correlao.
Figura 18 - Variao da resistncia na idade para 5 tipos de traos. Fonte: MACHADO (2005).
-
58
3 METODOLOGIA DA PESQUISA
A pesquisa deste trabalho foi dividida em trs etapas, de modo a
contemplar alguns aspectos do Ensaio Escleromtrico que ainda no foram
devidamente esclarecidos na literatura tcnica nacional.
- PRIMEIRA ET